[目的]海南是我国区域经济作物种植面积占比最高的省.以海南主要农作物为对象,研究海南农田养分投入强度和作物养分平衡状况,从活性氮损失、温室气体排放和水体富营养化等方面评价施肥引起的环境风险.[方法]根据《海南统计年鉴》中的农作物种植结构,将海南省农作物分为粮食、蔬菜、水果和其他经济作物4类.采用随机抽样方法进行大样本农户问卷调研,共获取1199个有效样本.通过统计分析定量了海南岛主要农作物和各市县养分投入强度,化肥、有机肥施用结构,计算海南岛典型农作物体系水稻-辣椒轮作、香蕉和菠萝的氮磷养分平衡;采用相应环境模型,定量评价由于施肥带来的活性氮损失、温室气体排放以及富营养化效应等环境影响.[结果]目前海南主要作物化肥N、P2O5、K2O养分的平均投入分别为261、206、225 kg/hm2,分别高出全国平均水平10％、101％、148％,其中蔬菜磷和钾养分投入量分别高出全国平均水平164％和138％.全海南省各市县相比,沿海市县化肥养分施用强度高于中部市县,以昌江、海口的氮磷钾养分投入量大,高于投入最低的白沙、琼中等市县1.0～2.2倍.单质化肥以尿素、过磷酸钙和氯化钾为主,复合肥主要为N-P2O5-K2O 15-15-15型.有机肥占总养分投入比例较低,粮食、蔬菜和水果的有机氮投入量分别为粮食、蔬菜和水果类作物总氮投入量的4％、20％和12％,低于全国平均水平.水稻-辣椒轮作、香蕉、菠萝种植体系的氮素单季盈余分别为N 520、675和668kg/hm2,磷素单季盈余分别为P 217、277和228 kg/hm2,香蕉和菠萝种植体系氮素盈余是环境安全阈值的8倍以上.3个作物体系中,菠萝生产的单位面积活性氮损失、单位面积温室气体排放和富营养化效应最高,分别达到N 201 kg/hm2、CO2-eq 13112 kg/hm2和PO4-eq121kg/hm2.活性氮损失的4个途径中,贡献最大的是施用环节,硝酸盐淋洗高达85％,其次是氨挥发、氧化亚氮排放和肥料生产运输阶段产生的活性氮损失.肥料生产运输过程产生的温室气体排放与施用阶段相当.肥料施用阶段排放带来的单位面积富营养化潜值大于生产阶段,氮肥和磷肥施用对富营养化效应的贡献度分别为62.5％和35.7％.[结论]海南省农业生产中经济作物占比高,养分投入强度大,磷、钾施用过量问题尤为突出,有机肥施用占比低,养分总体盈余高.由于经济作物多分布于沿海市县,沿海地区的养分盈余大于中部.养分施用阶段带来的环境风险远大于生产阶段.硝酸盐淋洗是活性氮损失的主要形式,氮肥和磷肥是水体富营养化的主要贡献者.菠萝生产体系的环境风险最高,其养分管理模式亟需优化.
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